Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2024
Идентификатор DOI: 10.17580/chm.2024.06.12
Ключевые слова: fluorocarbon-containing waste, fluorspar, synthetic fluorite, flux additive, Graphitized carbon, milk of lime, caustification, steel production, фторуглеродсодержащие отходы алюминиевого производства, плавиковый шпат, синтетический флюорит, флюсовая добавка, графитированный углерод, известковое молоко, каустификация, производство алюминия, рафинирование чугуна и стали
Аннотация: Рассмотрен выбор технологии получения флюсовой добавки из фторсодержащих отходов. Проведен анализиспользования природного и искусственного флюорита во флюсовых продуктах при производстве чугуна и стали. Показано, что имеющийся дефицит плавикового шпата можно восполнить использованием фторсодержащих отходов алюминиевого производства. Приведено обоснование выбора технологии каустификации мелкодисперсных фторуглеродсодержащих отходов с целью получения продукта, содержащего синтетический флюорит и графитированный углерод. На основе анализа фазового и элементного состава выбран фторсодержащий сырьевой источник для каустификации - угольная пена. Описан механизм и приведено термодинамическое моделирование процессов, протекающих в системе при каустификации угольной пены. Описана методика каустификации. Фазовый и элементный состав исходного сырья и высушенного продукта определен с использованием методов рентгенофазового и рентгеноспектрального анализа, состав жидкой фазы - с применением химических титриметрических методов. В результате лабораторных экспериментов по каустификации угольной пены оценены кинетические ограничения процесса каустификации, на основе которых установлены оптимальные режимные параметры процесса. Показана возможность получения флюсовой добавки для выплавки стали каустификацией фторуглеродсодержащих отходов. Получен продукт каустификации, который содержит 60-65 % CaF2 и 10-12 % глинозема и может быть перспективной флюсовой добавкой для производства чугуна и стали. Графитированный углерод в составе флюса является выгорающей добавкой, уменьшающей энергозатраты на процесс. Полученный по безотходной технологии раствор каустической щелочи с концентрацией 15-20 г/дм3 NaOH можно использовать в качестве газоочистного раствора на стадии «мокрой» очистки отходящих газов, например от остатков фтористого водорода и соединений серы.Работа А. С. Самойло выполнена в рамках ГЗ-24. Исследования выполнены с использованием оборудования Центра коллективного пользования «Наукоемкие методы исследования и анализа новых материалов, наноматериалов и минерального сырья» ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет». The article is devoted to the substantiation of the technology for producing artificial fluorite for the needs of ferrous metallurgy from fluorocarbon-containing waste from aluminum production. An analysis of the use of natural and artificial fluorite in flux products in the production of cast iron and steel was carried out. It has been shown that the existing deficit of fluorspar can be compensated by using fluorocarbon-containing waste from aluminum production. The rationale for the choice of technology for causticization of finely dispersed fluorocarbon-containing waste in order to obtain a product containing synthetic fluorite and graphitized carbon is given. Based on an analysis of the phase and elemental compositions, a fluorine-containing raw material source for causticization was selected - coal foam. The mechanism is described and thermodynamic modeling of the processes occurring in the system during the causticization of coal foam is given. The causticization technique is described. The phase and elemental compositions of the initial raw materials and the dried product were determined using XRF and X-ray diffraction methods. The composition of the liquid phase was determined using chemical titrimetric methods. As a result of laboratory experiments on the causticization of coal foam, the kinetic limitations of the causticization process were assessed, on the basis of which the optimal operating parameters of the process were established. The possibility of obtaining a flux additive for steel smelting by caustification of fluorocarbon-containing waste has been shown. A caustification product was obtained containing CaF2 = 60-65 %, as well as alumina and graphitized carbon, which in composition appears to be a fairly promising flux additive for the production of cast iron and steel. Graphitized carbon in the flux additive will play the role of a burnable additive, reducing energy costs for the process. A caustic alkali solution with a NaOH concentration of 15-20 g/l obtained using non-waste technology can be used as a gas cleaning solution at the stage of “wet” cleaning of waste gases.
Журнал: Черные металлы
Выпуск журнала: № 6
Номера страниц: 82-89
ISSN журнала: 01320890
Место издания: Москва
Издатель: Издательский дом "Руда и металлы"